Kredit gambar: Keck
Ketika kapal angkasa Cassini-Huygens mendekati pertemuan pada bulan Julai dengan Saturnus dan bulannya Titan, sebuah pasukan University of California, Berkeley, para astronom telah menghasilkan tinjauan terperinci mengenai penutup awan bulan dan apa yang akan dilihat oleh penyelidikan Huygens ketika menyelam atmosfera Titan untuk mendarat di permukaan.
Ahli astronomi Imke de Pater dan rakan-rakannya di UC Berkeley menggunakan optik adaptif di Telescope Keck di Hawaii untuk membayangkan jerebu hidrokarbon yang menyelimuti bulan, mengambil gambar pada pelbagai ketinggian dari 150-200 kilometer ke permukaan. Mereka mengumpulkan gambar-gambar tersebut menjadi sebuah filem yang menunjukkan apa yang akan dihadapi Huygens ketika turun ke permukaan pada Januari 2005, enam bulan setelah kapal angkasa Cassini memasuki orbit sekitar Saturnus.
"Sebelum ini, kami dapat melihat setiap komponen jerebu tetapi tidak tahu di mana sebenarnya di stratosfera atau troposfera. Ini adalah gambar terperinci pertama mengenai taburan jerebu dengan ketinggian, ”kata ahli kimia atmosfera Mate Adamkovics, seorang pelajar siswazah di Kolej Kimia UC Berkeley. "Ini adalah perbezaan antara sinar-X atmosfer dan MRI."
"Ini menunjukkan apa yang dapat dilakukan dengan instrumen baru di Telescope Keck," tambah de Pater, merujuk pada Spectrometer Inframerah Dekat (NIRSPEC) yang dipasang dengan sistem optik adaptif. "Ini adalah pertama kalinya filem dibuat, yang dapat membantu kita memahami meteorologi di Titan."
Catatan Adamkovics dan de Pater daripada ketika Cassini mencapai Saturnus tahun ini, pemerhatian darat dapat memberikan maklumat penting tentang bagaimana suasana Titan berubah dengan masa, dan bagaimana peredaran berpasangan dengan kimia atmosfera untuk membuat aerosol di atmosfer Titan. Ini akan menjadi lebih mudah tahun depan apabila OSIRIS (OH-Suppressing Infra-Red Imaging Spectrograph) hadir dalam talian di teleskop Keck, kata de Pater. OSIRIS adalah spektrograf medan integral dekat inframerah yang direka untuk sistem optik adaptif Keck yang dapat mengambil contoh tampalan langit berbentuk segi empat kecil, tidak seperti NIRSPEC, yang mengambil contoh celah dan mesti mengimbas sepotong langit.
De Pater akan membentangkan hasil dan filemnya pada hari Khamis, 15 April, di sebuah persidangan antarabangsa di Belanda sempena ulang tahun ke-375 saintis Belanda Christiaan Huygens. Huygens adalah "pengarah saintifik" pertama Acad? Mie Fran? Aise dan penemu Titan, bulan terbesar Saturnus, pada tahun 1655. Persidangan empat hari, yang bermula 13 April, berlangsung di Pusat Angkasa & Teknologi Eropah di Noordwijk.
Misi Cassini-Huygens adalah kolaborasi antarabangsa antara tiga agensi angkasa - Pentadbiran Aeronautik dan Angkasa Negara, Agensi Angkasa Eropah dan agensi Angkasa Itali - yang melibatkan sumbangan dari 17 negara. Ia dilancarkan dari Kennedy Space Center pada 15 Oktober 1997. Kapal angkasa akan tiba di Saturnus pada bulan Julai, dengan pengorbit Cassini diharapkan dapat mengirim kembali data di planet ini dan bulan-bulannya selama sekurang-kurangnya empat tahun. Pengorbit juga akan menyampaikan data dari siasatan Huygens ketika menjunam ke atmosfer Titan dan setelah mendarat di permukaan tahun depan.
Apa yang membuat Titan begitu menarik adalah kemiripannya dengan Bumi yang masih muda, zaman di mana kehidupan mungkin muncul dan sebelum oksigen mengubah kimia planet kita. Atmosfer Titan dan Bumi awal didominasi oleh jumlah nitrogen yang hampir sama.
Atmosfer Titan mempunyai sejumlah besar gas metana, yang secara kimia diubah oleh sinar ultraviolet di atmosfer atas, atau stratosfer, untuk membentuk hidrokarbon rantai panjang, yang mengembun menjadi zarah yang menghasilkan jerebu yang padat. Hidrokarbon ini, seperti minyak atau petrol, akhirnya mengendap ke permukaan. Pemerhatian radar menunjukkan kawasan rata di permukaan bulan yang mungkin merupakan kolam atau tasik propana atau butana, kata Adamkovics.
Ahli astronomi telah berjaya menembusi jerebu hidrokarbon untuk melihat permukaan menggunakan teleskop darat dengan optik adaptif atau interferometri bintik, dan dengan Teleskop Angkasa Hubble, selalu dengan penapis yang memungkinkan teleskop untuk melihat melalui "tingkap" di jerebu di mana metana tidak menyerap.
Menggambar jerebu itu sendiri tidak semudah itu, terutamanya kerana orang harus memerhatikan pada jarak gelombang yang berbeza untuk melihatnya pada ketinggian tertentu.
"Hingga kini, apa yang kami ketahui mengenai pengedaran jerebu datang dari kumpulan yang berasingan menggunakan teknik yang berbeza, penapis yang berbeza," kata Adamkovics. "Kami memperoleh semua itu sekaligus: taburan jerebu 3-D di Titan, berapa banyak di setiap tempat di planet ini dan seberapa tinggi atmosfernya, dalam satu pemerhatian."
Instrumen NIRSPEC pada teleskop Keck mengukur intensiti jalur panjang gelombang inframerah yang hampir sekaligus kerana mengimbas sekitar 10 keping di sepanjang permukaan Titan. Teknik ini membolehkan pembinaan semula jerebu berbanding ketinggian kerana panjang gelombang tertentu mesti berasal dari ketinggian tertentu atau tidak akan kelihatan sama sekali kerana penyerapan.
Filem Adamkovics dan de Pater yang disatukan memperlihatkan taburan jerebu yang serupa dengan yang pernah ditonton sebelumnya, tetapi lebih lengkap dan dipasang dengan cara yang lebih mesra pengguna. Sebagai contoh, jerebu di atmosfer di Kutub Selatan sangat jelas, pada ketinggian antara 30 dan 50 kilometer. Jerebu ini diketahui terbentuk secara bermusim dan menghilang selama "tahun" Titan, iaitu sekitar 29 1/2 tahun Bumi.
Jerebu stratosfera pada jarak kira-kira 150 kilometer dapat dilihat di kawasan yang luas di hemisfera utara tetapi bukan di hemisfera selatan, asimetri yang diamati sebelumnya.
Di tropopause hemisfera selatan, sempadan antara atmosfera bawah dan stratosfer pada ketinggian kira-kira 42 kilometer, jerebu cirrus dapat dilihat, serupa dengan jerebu cirrus di Bumi.
Pemerhatian dibuat pada 19, 20 dan 22 Februari 2001, oleh de Pater dan rakannya Henry G. Roe dari Institut Teknologi California, dan dianalisis oleh Adamkovics menggunakan model yang dibuat oleh Caitlin A. Griffith dari University of Arizona, dengan pengarang bersama SG Gibbard dari Lawrence Livermore National Laboratory.
Karya ini ditaja sebahagiannya oleh National Science Foundation dan Pusat Teknologi untuk Adaptive Optics.
Sumber Asal: Siaran Berita UC Berkeley
